So verhindern Sie die Korrosion von Wolframcarbid

Entwicklungsstand korrosionsbeständiger Hartmetalle

With the rapid development of industrial technology, people’s demand for materials is getting higher and higher. The materials used should have not only high strength, high hardness but also good corrosion resistance. For example, the chemical industry and machinery require materials to have good chemical stability, strong corrosion-resistance, but also high strength and hardness to withstand the dual effects of chemical corrosion and mechanical wear. Although there are many kinds of corrosion-resistant materials, However, the comprehensive indexes of hardness, strength and corrosion resistance make it imperative to study corrosion-resistant cemented carbides.

Klassifizierung von korrosionsbeständigen Hartmetallen

Korrosionsbeständige Hartmetalle wurden seit den 1950er Jahren entwickelt. Entsprechend der unterschiedlichen Hartphasen lassen sich korrosionsbeständige Werkstoffe in drei Kategorien einteilen: WC-basiert, Cr3C2-basiert und TiC-basiert. Die in dieser Arbeit untersuchten Hartmetalle bestehen aus We und TiC als Hartphasen.

WC-Hartmetall ist eines der besten Metallschneidewerkzeugmaterialien mit hoher Härte und ausgezeichneter Verschleißfestigkeit.

Bei superharten Materialien sind der Härte- und relative Zähigkeitsbereich von Hartmetallen breiter. Die Härte von Hartmetallen auf WC-Basis beträgt normalerweise 80-95 HRA, und der Gehalt des Bindemittels beträgt 6-25%. Der lineare Ausdehnungskoeffizient von Hartmetallen auf WC-Basis ist sehr niedrig und beträgt etwa 35–601 TP2T des Stahls im Bereich von 20–400 °C. Der Wärmeleitungs-Denier beträgt etwa 1/2 von Stahl und 1/3 von Kupfer.

Sintercarbid auf Cr3C2-Basis ist zu einem wichtigen Zweig von Sintercarbid mit guter Korrosionsbeständigkeit geworden, aber seine Anwendung ist durch seine geringe Festigkeit begrenzt. Durch die Zugabe von Phosphiden, Karbiden und anderen überschüssigen Elementen wird die Biegefestigkeit der Legierung von 600–700 MPa im Anfangsstadium der Entwicklung auf mehr als 100 MPa erhöht.

Sinterhartmetalle auf Titancarbidbasis, die hauptsächlich aus Titancarbid bestehen und eine hohe Härte aufweisen, werden hauptsächlich für die Endbearbeitung und Feinstbearbeitung von Stahl verwendet. Aufgrund seiner unzureichenden Zähigkeit wurde es jedoch lange Zeit nicht weit verbreitet verwendet.

Faktoren, die die Korrosionsbeständigkeit von Hartmetall beeinflussen

Kohäsionsphase

Die Korrosionsbeständigkeit von Hartmetallen hängt stark von der Bindungsphase ab. Kobalt ist ein hervorragendes Bindemittel für WC, WC-TiC und Hartmetall. Seit der Erfindung des WC-Co-Hard-Konzepts im Jahr 1926 ist Kobalt das dominierende Bindemittel für Leder.

Kobaltbindung ist das wichtigste Bindemittel in Hartmetall. Dies liegt daran, dass Kobalt als Bindemittel eine gute Benetzbarkeit mit einer harten Phase beim Flüssigphasensintern und eine gute Sinterverdichtung mit einer harten Phase aufweist, so dass das erhaltene Hartmetall ausgezeichnete mechanische Eigenschaften aufweist, aber die Korrosionsbeständigkeit von Kobalt als eine bindende Phase schlecht ist.

Die Korrosionsbeständigkeit von Nickel als Binder wurde im Vergleich zu Kobalt stark verbessert, so dass die Verwendung von Nickel anstelle von Kobalt als Binder immer mehr Verbreitung fand. Da Nickel jedoch eine freie Kristallstruktur hat, sind seine mechanischen Eigenschaften denen von Kobalt unterlegen. Die Benetzbarkeit von Nickel gegenüber Kobalt ist schlechter als die von WC, daher sind die mechanischen Eigenschaften der Legierung schlechter. Um dieses Problem zu lösen, kann die Härte, Zähigkeit, Festigkeit und Verschleißfestigkeit von Hartgold verbessert werden, indem der Matrix ein quantitatives Additiv hinzugefügt wird.

Harte Phase

Die Hartmetalle können gemäß der Zusammensetzung der Restphasen enthaltenden Hartmetalle in die folgenden Kategorien eingeteilt werden:

Wolfram-Kobalt-Legierung

Diese Art von Hartmetall wird oft als unlegiertes reines Wolframkarbid bezeichnet, schneidet Gusseisen oder verschleißfeste Hartmetallklingen. Sie bestehen alle aus feinen polygonalen Wolframcarbidpartikeln, die mit Kobaltmetall verbunden sind. Sie können aber auch mit Nickel gebondet werden. Diese Art von Hartmetall kann zum Schneiden von Gusseisen, Nichteisenmetallen und Nichteisenmetallen verwendet werden. Metallische Materialien, die jedoch im Allgemeinen nicht zum Schneiden von Stahl verwendet werden, sondern auch für einige nicht schneidende Systeme.

Wolframcarbid-Legierungen

WC ist immer noch der Hauptbestandteil von Karbiden in dieser Art von Hartmetall, und es wird eine gewisse Menge TiC hinzugefügt, das hauptsächlich zum Schneiden von Stahl verwendet wird. Beim Schneiden von Stahl sind reine Hartmetalllegierungen anfällig für sichelförmigen Vertiefungsverschleiß oder Werkzeugoberflächenabrieb. Dies liegt nicht an Schneidwerkzeugen und Schneiden unter Hochgeschwindigkeitsschneiden. Die hohe Temperatur tritt an der Grenzfläche auf, was die Diffusion zwischen Werkzeugen und Werkstücken beschleunigt und die Werkzeuge allmählich verschleißt und schließlich eine sichelförmige Vertiefung bildet. Die TiC-Zugabe kann die Diffusionsrate effektiv verringern und die Bildung von sichelförmigen Vertiefungen verhindern, während die TiC-Zugabe die thermische Härte der Legierung verbessern kann.

Titanium carbide has a density of 4.9g/cm3, much lower than tungsten carbide’s density of 15.6g/cm3. So the light-alloy can be obtained by choosing WC-TiC compound carbide as a hard phase.

Außerdem ist die Härte der als harte Phase erhaltenen WC-TiC-Legierung höher als die einer einzelnen WC-Legierung, und die Härte der WC-TiC-Legierung nimmt mit der Erhöhung des TiC-Gehalts in WC-TiC zu. Die WC-TiC-Mischkristallphase kann jedoch nicht vollständig von der Kobalt- oder Nickel-Bindungsphase benetzt werden, und die Struktur der WC-TiC-Legierung kann nicht vollständig von der Kobalt- oder Nickel-Bindungsphase benetzt werden. Die Biegefestigkeit der Legierung ist nicht so gut wie die von WC als Hartphase.

Titankarbid

Diese Art von Legierung besteht hauptsächlich aus Eisencarbid als Hartphase und hat eine relativ hohe Härte. Es wird hauptsächlich für die Endbearbeitung und Feinstbearbeitung von Stahl verwendet.

Andere Hartmetalle

umfassen Chromkarbid, Karbid, Titankarbid, Aluminiumoxid-Hartmetall und so weiter. Sie haben ihre eigenen Eigenschaften und entwickeln sich.

Nächste Woche werden wir über andere Faktoren sprechen, die die Korrosionsbeständigkeit von Hartmetallen beeinflussen. Willkommen bei Ihrem Abonnement.